中压或高压电气设备制造技术

本发明专利技术涉及一种电气设备(1、20、30)，其包括由聚合物组合物获得的半导体交联层(3、4、5、21、22、23、31、32)，所述聚合物组合物包含：至少一种聚合物A，其包含至少一个环氧官能团；和交联剂B，其包含至少一个能够与所述聚合物A的环氧官能团发生反应的反应性官能团，以允许所述聚合物A交联，其特征在于，所述聚合物组合物还包含按照ASTM标准D 6556的BET比表面积为至少100m

Medium or high voltage electrical equipment

The invention relates to an electrical device (1, 20, 30), which comprises a semiconductor layer obtained by crosslinking polymer compositions (3, 4, 5, 21, 22, 23, 31, 32), the polymer composition comprises at least one polymer A, which comprises at least one epoxy group; and B cross-linking agent, comprising at least a reactive functional group and the polymer A epoxy group reaction, to allow the polymer crosslinking of A, which is characterized in that the polymer composition also contains in accordance with the ASTM standard D 6556 BET specific surface area of at least 100m

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】中压或高压电气设备本专利技术涉及一种电力电缆或电力电缆配件类型的电气设备。该电缆通常但并非特定地应用于低压(特别是低于6kV)、中压(特别是6至45-60kV)或者高压(特别是高于60kV，并且可以高达800kV)电力电缆等领域，无论是直流电力电缆或交流电力电缆。高压或中压电力电缆或配件通常包括通过本领域技术人员公知的技术，特别是过氧化途径进行交联的半导体层。由于过氧化的分解产物在电缆制造过程中(事实上是从电缆处于操作状态伊始)表现出弊端，因此人们正趋于逐渐避免过氧化途径。这是因为，在交联工艺中，过氧化物分解并形成交联副产物，特别是例如甲烷、苯乙酮、对异丙基苄醇、丙酮、叔丁醇、α-甲基苯乙烯和/或水。一旦电缆处于操作状态，由对异丙基苄醇形成水相对较慢，并且可能在数月后、事实上甚至几年后发生。因此显著增加了交联层分解的风险。另外，如果没有将交联阶段形成的甲烷从交联层中排出，则不能忽视甲烷爆炸以及其可燃性的风险。一旦这种电缆投入使用，这种气体也会造成损坏。即使存在限制电缆内存在的甲烷的解决方案，例如对电缆进行热处理以加速甲烷向电缆外的扩散，然而这些解决方案在交联层厚度大的时候变得冗长且昂贵。另外，所使用的导电填料通常为炭黑，大量添加该导电填料从而使可交联组合物具有半导体性。大含量的导电填料既使得可交联组合物的处理变得困难，特别是对流变性而言，并且使所述组合物的多步制备成为必须的，从而避免在添加炭黑时可能发生的温度升高之后的聚合物组合物的过早交联。本专利技术的目的在于通过提出一种电缆或电缆配件类型的电气设备以克服现有技术的缺点，该电缆包括交联半导体层，在该交联半导体层的制造中大幅限制了交联副产物(例如，甲烷和/或水)的存在，同时易于加工并且保证电气设备在使用寿命期间最佳的机械性能。本专利技术的一个主题是包括由聚合物组合物获得的半导体交联层的电气设备，所述聚合物组合物包含：-至少一种包含至少一个环氧官能团的聚合物A；和-交联剂B，其包含至少一个能够与所述聚合物A的环氧官能团发生反应的反应性官能团，以允许所述聚合物A交联，其特征在于，聚合物组合物还包含按照ASTM标准D6556(2014)的BET比表面积为至少100m2/g的导电填料。按照ASTM标准D6556(2014)，导电填料的BET比表面积可以为至多2000m2/g，优选至多1000m2/g。本专利技术中，ASTM标准D6556(2014)对应于ASTM标准D6556-14。借助于本专利技术，交联层能够避免使用有机过氧化物，同时在电气设备的使用寿命期间保证高度交联和非常好的机械性能(按照标准NFEN60811-1-1的拉伸强度和断裂伸长率)。此外，本专利技术交联层的优点是价格低廉，易于加工、特别是通过挤出加工，并且易于制造，因为它不需要采用限制性排气工艺或多步制备。导电填料本专利技术的导电填料优选为碳填料。术语“碳填料”应当理解为是指主要由碳原子构成的任何颗粒或颗粒混合物，无论是否官能化以及是否经过接枝。导电性碳填料表现出导电性能。举例来说，导电性碳填料可以选自炭黑、碳纤维、石墨、石墨烯、富勒烯、碳纳米管以及它们的混合物。本专利技术的导电填料优选为纳米颗粒。纳米颗粒通常具有至少一个纳米级(10-9m)的尺寸。术语“尺寸”应当理解为是指给定总体的所有纳米颗粒的数均尺寸，通过本领域技术人员公知的方法按照惯例确定该尺寸。例如，可以通过显微镜特别是透射电子显微镜(TEM)确定本专利技术纳米颗粒的尺寸。纳米颗粒的数均尺寸可以(尤其)是至多400nm，优选至多300nm，以及更优选至多100nm。特别优选地，纳米颗粒的数均尺寸为至少1nm至至多100nm；优选至少1nm至至多50nm；以及特别优选至少1nm至至多3nm。在一个特别优选的实施方案中，本专利技术导电填料的纵横比为至少10，优选至少100，以及特别优选至少200。纵横比通常为导电填料的最小尺寸(例如，对于碳纳米管而言为导电填料的直径)与所述导电填料的最大尺寸(例如，对于碳纳米管而言为导电填料的长度)的比值。优选使用碳纳米管作为本专利技术的导电填料。碳纳米管的优点在于，相对于本专利技术所提及的其他类型的导电性碳填料而言，碳纳米管与聚合物A具有更好的兼容性。术语“纳米管”应理解为是指基本上细长的纳米颗粒。纳米管通常认为是“针状”的形态。碳纳米管具有多种可能的类型。其可以选自单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、多壁碳纳米管以及它们的混合物。优选使用多壁碳纳米管(MWNTs)。本专利技术导电填料可以直接添加至所述聚合物组合物中，或者以母料的形式添加。在一个特定的实施方案中，所述聚合物组合物可以包含足量的导电填料，从而能够在电气设备中获得期望的性能。本专利技术聚合物组合物中导电填料的量尤其要足以能够在聚合物组合物的交联过程中形成渗透网络。更特别地，导电填料的量足以使本专利技术的聚合物组合物在组合物交联的过程中进行渗透转变(称为“动态”渗透转变)，尤其是通过热处理。“动态渗透”应理解为是指在恒定的填料含量下观察到的绝缘体/导体转变(即，通过导电颗粒簇的形成和生长导致的与介观尺度相关的导电率的几个数量级的增加，这些簇趋向于形成相互连接的填料的无限簇)，并且这种转变是使用热处理时交联的层中的导电填料的自组装形成的复合材料在熔融状态下的显微结构重排产生的。此外，特别地限定本专利技术聚合物组合物中导电填料的量，以便能够保证聚合物组合物的低粘度，从而在聚合物组合物已经交联之前具有最佳的流变性能。聚合物组合物中导电填料的含量可以有利地是这样的含量，限制该含量不使聚合物组合物具有半导体性，或者换句话说使得所述聚合物组合物为电绝缘的，但是一旦聚合物组合物经过热处理就足以使交联层半导体化。因此，聚合物组合物的导电率有利地不同于交联层的导电率。更具体地，聚合物组合物的导电率低于交联层的导电率。聚合物组合物的导电率可以比交联层的导电率低至少10倍，优选比交联层的导电率至少低100倍，特别优选比交联层的导电率至少低1000倍。本专利技术中，当用于表征聚合物组合物时，术语“电绝缘”应被理解为是指在25℃、直流电下测得导电率可为至多1.10-6S/m(西门子每米)、优选至多1.10-8S/m，优选严格地低于1.10-8S/m的组合物。举例来说，相对于组合物中每100份的聚合物A，聚合物组合物可以包含至多20.0重量份的导电填料，优选至多15.0重量份的导电填料，特别优选至多10.0重量份的导电填料。相对于组合物中每100重量份的聚合物A，聚合物组合物可以另外包含至少0.1重量份的导电填料。在一个特别优选的实施方案中，本专利技术聚合物组合物可以包含占聚合物组合物总重量的至多20％重量的本专利技术导电填料，优选至多15％重量的本专利技术导电材料，以及优选至多10％重量的本专利技术导电填料。优选地，本专利技术聚合物组合物可以包含占聚合物组合物总重量的至少1％重量的本专利技术导电填料，优选至少2％重量的本专利技术导电材料，以及特别优选至少5％重量的本专利技术导电填料。本专利技术中所用的低含量导电填料有利地能够避免实施用于制造半导体交联层的两步工艺。特别地，添加至聚合物A和交联剂B中的低含量的导电填料使得这三种组分(即，聚合物A、交联剂B和所述导电填料)的混合物能够在单一的步骤中，特别是在同一个混合器中制备，由于基本上限制了在加入所述导电填料时容本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电气设备(1、20、30)，其包括由聚合物组合物获得的半导体交联层(3、5、21、22、31)，所述聚合物组合物包含：至少一种聚合物A，其包含至少一个环氧官能团；和交联剂B，其包含至少一个能够与所述聚合物A的环氧官能团发生反应的反应性官能团，以允许所述聚合物A交联，其特征在于，所述聚合物组合物还包含按照ASTM标准D 6556(2014)的BET比表面积为至少100m

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.26 FR 14615081.一种电气设备(1、20、30)，其包括由聚合物组合物获得的半导体交联层(3、5、21、22、31)，所述聚合物组合物包含：至少一种聚合物A，其包含至少一个环氧官能团；和交联剂B，其包含至少一个能够与所述聚合物A的环氧官能团发生反应的反应性官能团，以允许所述聚合物A交联，其特征在于，所述聚合物组合物还包含按照ASTM标准D6556(2014)的BET比表面积为至少100m2/g的导电填料。2.根据权利要求1所述的电气设备，其特征在于，所述聚合物组合物的导电率低于所述交联层的导电率，并且聚合物组合物的导电率优选比所述交联层的导电率低至少10倍。3.根据权利要求1或2所述的电气设备，其特征在于，所述导电填料的量足以使所述聚合物组合物进行动态渗透转变。4.根据前述权利要求中任一项所述的电气设备，其特征在于，所述交联层在25℃、直流电下测定的导电率为至少1.10-3S/m。5.根据前述权利要求中任一项所述的电气设备，其特征在于，所述聚合物A由至少一种烯烃聚合物获得。6.根据前述任一项权利要求所述的电气设备，其特征在于，相对于所述聚合物组合物中每100重量份聚合物，所述聚合物组合物包含超过50重量份的聚合物A。7.根据前述任一项权利要求所述的电气设备，其特征在于，按照ASTM标准D2765-01，所述交联层的凝胶含量为至少50％。8.根据前述任一项权利要求所述的电气设备，其特征在于，所述导电填料的纵横比为至少10。9.根据前述任一项权利要求所述的电气设备，其特征在于，所述导电填料为碳填料。10.根据前述任一项权利要求所述的电气设备，其特征在于，所述导电填料选自炭黑、碳纤维、石墨、石墨烯、富勒烯、碳纳米管以及它们的混合物。11.根据前述任一项权利要求所述的电缆，其特征在于，相对于每100重量份的所述聚合物A，所述聚合物组合物包含最...

【专利技术属性】
技术研发人员：安东尼·库布塞斯，洛朗·克龙内斯，梅莱克·莫然，露西尔·卡尔特龙，
申请(专利权)人：耐克森公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR